Wejfer LNOI ta' 8 pulzieri (LiNbO3 fuq Iżolatur) għal Modulaturi Ottiċi, Gwidi tal-Mewġ, Ċirkwiti Integrati
Dijagramma dettaljata
Introduzzjoni
Il-wejfers tan-Niobat tal-Litju fuq Iżolatur (LNOI) huma materjal avvanzat użat f'diversi applikazzjonijiet ottiċi u elettroniċi avvanzati. Dawn il-wejfers huma prodotti billi jiġi trasferit saff irqiq ta' niobat tal-litju (LiNbO₃) fuq sottostrat iżolanti, tipikament silikon jew materjal ieħor adattat, bl-użu ta' tekniki sofistikati bħall-impjantazzjoni tal-joni u t-twaħħil tal-wejfers. It-teknoloġija LNOI taqsam ħafna xebh mat-teknoloġija tal-wejfers tas-Silikon fuq Iżolatur (SOI) iżda tieħu vantaġġ mill-proprjetajiet ottiċi uniċi tan-niobat tal-litju, materjal magħruf għall-karatteristiċi pjeżoelettriċi, piroelettriċi u ottiċi mhux lineari tiegħu.
Il-wejfers tal-LNOI kisbu attenzjoni sinifikanti f'oqsma bħall-ottika integrata, it-telekomunikazzjoni, u l-komputazzjoni kwantistika minħabba l-prestazzjoni superjuri tagħhom f'applikazzjonijiet ta' frekwenza għolja u veloċità għolja. Il-wejfers huma prodotti bl-użu tat-teknika "Smart-cut", li tippermetti kontroll preċiż fuq il-ħxuna tal-film irqiq tan-nijobat tal-litju, u tiżgura li l-wejfers jissodisfaw l-ispeċifikazzjonijiet meħtieġa għal diversi applikazzjonijiet.
Prinċipju
Il-proċess tal-ħolqien ta' wejfers LNOI jibda b'kristall tan-nijobat tal-litju bl-ingrossa. Il-kristall jgħaddi minn impjantazzjoni tal-joni, fejn joni tal-elju ta' enerġija għolja jiġu introdotti fil-wiċċ tal-kristall tan-nijobat tal-litju. Dawn il-joni jippenetraw il-kristall sa fond speċifiku u jfixklu l-istruttura tal-kristall, u joħolqu pjan fraġli li aktar tard jista' jintuża biex jissepara l-kristall f'saffi rqaq. L-enerġija speċifika tal-joni tal-elju tikkontrolla l-fond tal-impjantazzjoni, li jaffettwa direttament il-ħxuna tas-saff finali tan-nijobat tal-litju.
Wara l-impjantazzjoni tal-jone, il-kristall tan-nijobat tal-litju jintrabat ma' sottostrat bl-użu ta' teknika msejħa twaħħil tal-wejfers. Il-proċess ta' twaħħil tipikament juża metodu ta' twaħħil dirett, fejn iż-żewġ uċuħ (il-kristall tan-nijobat tal-litju impjantat bil-jone u s-sottostrat) jiġu ppressati flimkien taħt temperatura u pressjoni għolja biex joħolqu rabta b'saħħitha. F'xi każijiet, materjal adeżiv bħal benzocyclobutene (BCB) jista' jintuża għal appoġġ addizzjonali.
Wara t-twaħħil, il-wejfer jgħaddi minn proċess ta' ttemprar biex jissewwa kwalunkwe ħsara kkawżata mill-impjantazzjoni tal-jone u biex itejjeb ir-rabta bejn is-saffi. Il-proċess ta' ttemprar jgħin ukoll lis-saff irqiq tan-nijobat tal-litju biex jinqata' mill-kristall oriġinali, u jħalli warajh saff irqiq u ta' kwalità għolja ta' nijobat tal-litju li jista' jintuża għall-fabbrikazzjoni tal-apparati.
Speċifikazzjonijiet
Il-wejfers tal-LNOI huma kkaratterizzati minn diversi speċifikazzjonijiet importanti li jiżguraw l-idoneità tagħhom għal applikazzjonijiet ta' prestazzjoni għolja. Dawn jinkludu:
Speċifikazzjonijiet tal-Materjal
| Materjal | Speċifikazzjonijiet |
| Materjal | Omoġenju: LiNbO3 |
| Kwalità tal-Materjal | Bżieżaq jew inklużjonijiet <100μm |
| Orjentazzjoni | Qatgħa Y ±0.2° |
| Densità | 4.65 g/ċm³ |
| Temperatura ta' Curie | 1142 ±1°Ċ |
| Trasparenza | >95% fil-medda ta' 450-700 nm (ħxuna ta' 10 mm) |
Speċifikazzjonijiet tal-Manifattura
| Parametru | Speċifikazzjoni |
| Dijametru | 150 mm ±0.2 mm |
| Ħxuna | 350 μm ±10 μm |
| Ċatt | <1.3 μm |
| Varjazzjoni Totali tal-Ħxuna (TTV) | Medda <70 μm @ wejfer ta' 150 mm |
| Varjazzjoni Lokali tal-Ħxuna (LTV) | <70 μm @ wejfer ta' 150 mm |
| Ħruxija | Rq ≤0.5 nm (valur RMS tal-AFM) |
| Kwalità tal-Wiċċ | 40-20 |
| Partiċelli (Mhux jitneħħew) | 100-200 μm ≤3 partiċelli |
| Ċipep | <300 μm (wejfer sħiħ, mingħajr żona ta' esklużjoni) |
| Xquq | L-ebda xquq (wejfer sħiħ) |
| Kontaminazzjoni | L-ebda tbajja' li ma jistgħux jitneħħew (wejfer sħiħ) |
| Paralleliżmu | <30 arksekonda |
| Pjan ta' Referenza tal-Orjentazzjoni (assi X) | 47 ±2 mm |
Applikazzjonijiet
Il-wejfers tal-LNOI jintużaw f'firxa wiesgħa ta' applikazzjonijiet minħabba l-proprjetajiet uniċi tagħhom, partikolarment fl-oqsma tal-fotonika, it-telekomunikazzjoni, u t-teknoloġiji kwantistiċi. Xi wħud mill-applikazzjonijiet ewlenin jinkludu:
Ottika Integrata:Il-wejfers tal-LNOI jintużaw ħafna f'ċirkwiti ottiċi integrati, fejn jippermettu apparati fotoniċi ta' prestazzjoni għolja bħal modulaturi, waveguides, u reżonaturi. Il-proprjetajiet ottiċi mhux lineari għoljin tan-nijobat tal-litju jagħmluh għażla eċċellenti għal applikazzjonijiet li jeħtieġu manipulazzjoni effiċjenti tad-dawl.
Telekomunikazzjonijiet:Il-wejfers LNOI jintużaw f'modulaturi ottiċi, li huma komponenti essenzjali f'sistemi ta' komunikazzjoni b'veloċità għolja, inklużi netwerks tal-fibra ottika. Il-kapaċità li timmodula d-dawl fi frekwenzi għoljin tagħmel il-wejfers LNOI ideali għal sistemi moderni ta' telekomunikazzjoni.
Kompjuters Kwantistiċi:Fit-teknoloġiji kwantistiċi, il-wejfers tal-LNOI jintużaw biex jimmanifatturaw komponenti għal kompjuters kwantistiċi u sistemi ta' komunikazzjoni kwantistika. Il-proprjetajiet ottiċi mhux lineari tal-LNOI huma sfruttati biex joħolqu pari ta' fotoni mħabbla, li huma kritiċi għad-distribuzzjoni taċ-ċwievet kwantistiċi u l-kriptografija kwantistika.
Sensuri:Il-wejfers tal-LNOI jintużaw f'diversi applikazzjonijiet ta' sensing, inklużi sensuri ottiċi u akustiċi. Il-kapaċità tagħhom li jinteraġixxu kemm mad-dawl kif ukoll mal-ħoss tagħmilhom versatili għal tipi differenti ta' teknoloġiji ta' sensing.
Mistoqsijiet Frekwenti
Q:X'inhi t-teknoloġija LNOI?
A: It-teknoloġija LNOI tinvolvi t-trasferiment ta' film irqiq tan-nijobat tal-litju fuq sottostrat iżolanti, tipikament silikon. Din it-teknoloġija tisfrutta l-proprjetajiet uniċi tan-nijobat tal-litju, bħall-karatteristiċi ottiċi mhux lineari għoljin tiegħu, il-pjeżoelettriċità, u l-piroelettriċità, u b'hekk tagħmilha ideali għall-ottika integrata u t-telekomunikazzjonijiet.
Q:X'inhi d-differenza bejn il-wejfers LNOI u SOI?
A: Kemm il-wejfers LNOI kif ukoll dawk SOI huma simili għax jikkonsistu minn saff irqiq ta' materjal imwaħħal ma' sottostrat. Madankollu, il-wejfers LNOI jużaw litju niobat bħala l-materjal tal-film irqiq, filwaqt li l-wejfers SOI jużaw silikon. Id-differenza ewlenija tinsab fil-proprjetajiet tal-materjal tal-film irqiq, bl-LNOI joffri proprjetajiet ottiċi u pjeżoelettriċi superjuri.
Q:X'inhuma l-vantaġġi tal-użu ta' wejfers LNOI?
A: Il-vantaġġi ewlenin tal-wejfers LNOI jinkludu l-proprjetajiet ottiċi eċċellenti tagħhom, bħal koeffiċjenti ottiċi mhux lineari għoljin, u s-saħħa mekkanika tagħhom. Dawn il-karatteristiċi jagħmlu l-wejfers LNOI ideali għall-użu f'applikazzjonijiet ta' veloċità għolja, frekwenza għolja, u kwantiċi.
Q:Il-wejfers LNOI jistgħu jintużaw għal applikazzjonijiet kwantistiċi?
A: Iva, il-wejfers LNOI jintużaw ħafna fit-teknoloġiji kwantistiċi minħabba l-abbiltà tagħhom li jiġġeneraw pari ta' fotoni mħabbla u l-kompatibilità tagħhom mal-fotonika integrata. Dawn il-proprjetajiet huma kruċjali għall-applikazzjonijiet fil-komputazzjoni kwantistika, il-komunikazzjoni u l-kriptografija.
Q:X'inhi l-ħxuna tipika tal-films LNOI?
A: Il-films LNOI tipikament ivarjaw minn ftit mijiet ta' nanometri sa diversi mikrometri fil-ħxuna, skont l-applikazzjoni speċifika. Il-ħxuna hija kkontrollata matul il-proċess ta' impjantazzjoni tal-jone.
